[發明專利]用于降低相變存儲器單元功耗的氧化物隔熱層及實現方法

無效

• 申請號: 200810033519.4
• 申請日: 2008-02-04
• 公開（公告）號: CN101226990A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 宋志棠;徐成;劉波;封松林
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L27/24;H01L21/82;G11C11/56;G11C16/02
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 潘振甦

1.用于降低相變存儲器單元功耗的氧化物隔熱層，其特征在于：在底加熱W電極與硫系化合物相變材料結構之間加入一層氧化物隔熱層材料，與CMOS標準制造工藝相兼容，而且與相變材料、W電極以及SiO₂絕熱包裹層具有很好的黏附力。

2.按權利要求1所述的氧化物隔熱層用于降低相變存儲器單元功耗的氧化物隔熱層，其特征在于所述的氧化物隔熱層的厚度控制在10nm以下，以便使氧化物隔熱層的植入不會導致整個存儲器電阻的明顯增加。

3.按權利要求1所述的氧化物隔熱層用于降低相變存儲器單元功耗的氧化物隔熱層，其特征在于所述的氧化物隔熱層的材料為TiO₂，有效的抑制硫系化合物中各元素向襯底方向的擴散。

4.實現權利要求1-3中任一項所述的用于降低相變存儲器單元功耗的氧化物隔熱層的方法，其特征在于其具體步驟是：

(1)使用丙酮與酒精溶液，在超聲波作用下清洗襯底，然后在襯底上，使用濺射法、蒸發法、原子層沉積法、化學汽相沉積法、金屬有機物熱分解法或激光輔助沉積法中任意一種制備隔熱層氧化物材料，其厚度為10nm以下；

(2)在步驟1沉積的隔熱層上使用濺射法、蒸發法、原子層沉積法、化學汽相沉積法、金屬有機物熱分解法或激光輔助沉積法中任意一種制備硫系化合物薄膜層與TiN薄膜；

(3)使用微納加工技術，形成TiN/硫系化合物/隔熱層氧化物柱狀結構；

(4)再在其上使用濺射法、蒸發法、原子層沉積法、化學汽相沉積法、金屬有機物熱分解法或激光輔助沉積法中任意一種制備一層SiO₂薄膜，使用微納加工技術，在SiO₂覆蓋層內制備出柱狀孔洞；

(5)再在其上使用濺射法、蒸發法、原子層沉積法、化學汽相沉積法、金屬有機物熱分解法或激光輔助沉積法中任意一種制備Al電極，使Al進入SiO₂覆蓋層內柱狀孔洞與TiN完好接觸，使用微納加工技術刻蝕Al層，引出上、下電極，即完成了相變存儲器器件單元陣列的制備。

5.按權利要求4所述的用于降低相變存儲器單元功耗的氧化物隔熱層的實現方法，其特征在于所述的襯底為在單晶Si片上覆蓋有下電極層；在下電極層上覆蓋有SiO₂絕熱包裹層，SiO₂絕熱層中存在孔洞；孔洞中包含與下電極相通的空心柱狀W電極，W電極頂部與SiO₂絕熱層頂部平齊。

6.按權利要求4所述的用于降低相變存儲器單元功耗的氧化物隔熱層的實現方法，其特征在于所述的微納加工技術是通過紫外曝光、顯影，剝離法或反應離子刻蝕的方法來實現。

7.按權利要求4所述的用于降低相變存儲器單元功耗的氧化物隔熱層的實現方法，其特征在于所述的硫系化合物薄膜層為Sb₂Te₃、Ge₁Sb₄Te₇、Ge₁Sb₂Te₄或Ge₂Sb₂Te₅中的一種，或其通過摻雜N、O、Si、Sn、Ag或In中一種或兩種元素改性后得到的化合物。

8.按權利要求4所述的用于降低相變存儲器單元功耗的氧化物隔熱層的實現方法，其特征在于所述的硫系化合物薄膜層厚度為200nm。